CN113872570A

CN113872570A - 一种时钟切换方法和装置

Info

Publication number: CN113872570A
Application number: CN202111135875.9A
Authority: CN
Inventors: 袁志勇
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2021-12-31

Abstract

本发明提供一种时钟切换方法和装置，利用同一BIAS模块分别向第一振荡器和第二振荡器同时提供电流，第一振荡器和第二振荡器被同时启动；响应于第一振荡器产生第一时钟，多路复用器输出第一时钟；响应于第二振荡器产生第二时钟，向时钟控制器发送启动完成信号；响应于时钟控制器接收到启动完成信号，向第一振荡器发送关闭指令信号，向多路复用器发送输出第二时钟指令信号。本发明第一振荡器和第二振荡器共用一个BIAS模块，节省了一个BIAS模块，在第二振荡器启动过程中先输出第一振荡器的时钟，待第二振荡器启动完成时切换为输出第二时钟并关闭第一振荡器，相对于原有时钟，不仅能够快速、精确地输出时钟，而且实现了时钟的低消耗输出。

Description

一种时钟切换方法和装置

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体涉及一种时钟切换方法和装置。

背景技术

系统应用中经常使用晶体振荡器(XTO)和硅振荡器(RCO)来提供时钟。晶体振荡器精度高但启动时间比较长，典型值500ms。硅振荡器精度一般但启动时间短，典型值100us。图1和图2显示为同一系统中晶体振荡器和硅振荡器的工作模式示意图。如图1、图2所示，电源模块BIAS1和BIAS2分别为硅振荡器和晶体振荡器提供电流current1，current2，并各自产生时钟clock1，clock2。该模式存在以下弊端：

1、使用两个BIAS模块，造成BIAS模块的浪费；

2、同步使用晶体振荡器和硅振荡器这两种振荡器，晶体振荡器启动后，因晶体振荡器精度高，输出的时钟更准确，硅振荡器用处不大，造成高消耗的时钟输出。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种时钟切换方法和装置以改进系统中晶体振荡器和硅振荡器的工作模式，实现时钟快速、精确、低消耗地输出。

本发明提供一种时钟切换方法，包括以下步骤：

步骤一、利用同一BIAS模块分别向第一振荡器和第二振荡器同时提供电流，所述第一振荡器和所述第二振荡器被同时启动；

步骤二、响应于所述第一振荡器产生第一时钟，多路复用器输出所述第一时钟；

步骤三、响应于所述第二振荡器产生第二时钟，所述第二振荡器向时钟控制器发送启动完成信号；

步骤四、响应于所述时钟控制器接收到所述启动完成信号，所述时钟控制器向所述第一振荡器发送关闭指令信号、向所述多路复用器发送输出第二时钟指令信号。

优选地，步骤一中所述第一振荡器为硅振荡器，所述第二振荡器为晶体振荡器。

优选地，所述晶体振荡器和所述硅振荡器的工作频率都为32KHz。

优选地，步骤二中所述第一时钟产生在启动后100us。

优选地，步骤三中所述第二时钟产生在启动后500ms。

本发明还提供一种时钟切换装置，包括：

IBIAS模块，被配置为提供电流；

第一振荡器，与所述IBIAS模块连接，被配置为产生第一时钟；

第二振荡器，与所述IBIAS模块连接，被配置为产生第二时钟，在产生第二时钟时向时钟控制器发送启动完成信号；

多路复用器，与所述第一振荡器和所述第二振荡器的输出端连接，被配置为响应于所述第一振荡器产生第一时钟，输出所述第一时钟，响应于所述第二振荡器产生第二时钟，输出所述第二时钟；

时钟控制器，被配置为响应于接收到所述启动完成信号，向所述第一振荡器发送关闭指令信号，向所述多路复用器发送输出第二时钟指令信号。

优选地，所述第一振荡器为硅振荡器，所述第二振荡器为晶体振荡器。

优选地，所述第一时钟产生在启动后100us。

优选地，所述第二时钟产生在启动后500ms。

本发明第一振荡器和第二振荡器共用一个BIAS模块，节省了一个BIAS模块，在第二振荡器启动过程中先输出第一振荡器的时钟，待第二振荡器启动完成时切换为输出第二时钟并关闭第一振荡器时钟，在原有时钟地快速、精确输出的基础上，实现了时钟的低消耗输出。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1和图2显示为同一系统中晶体振荡器和硅振荡器的工作模式示意图；

图3显示为本发明实施例的时钟切换方法的流程图；

图4显示为本发明实施例的时钟切换装置的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

振荡器就是可以产生一定频率的交变电流信号的电路。

时钟多路复用器(时钟MUX)选择数个输入中的一个并向前传输该信号。

晶体振荡器，是利用了晶体的压电效应制造的，当在晶片的两面上加交变电压时，晶片会反复的机械变形而产生振动，而这种机械振动又会反过来产生交变电压。当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其它频率下的振幅大得多，产生共振，这种现象称为压电谐振。晶振产生振荡必须附加外部时钟电路，一般是一个放大反馈电路，只有一片晶振是不能实现震荡的。

晶体振荡器作为一种高精度和高稳定性的振荡器，被广泛应用于计算机等电子设备及通信系统中。当被应用于通信系统中时，晶体振荡器通常可用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

晶体振荡器从上电后开始振荡到充分起振(即晶体振荡器输出的正弦信号的振幅达到稳定)的时间称为起振时间，由于晶体一般具有很高的品质因数，因此，起振时间往往较长。当晶体振荡器作为时钟源被应用于系统中时，系统需要根据晶体振荡器的起振时间确定什么时候开始工作。也就是说，当晶体振荡器的振幅已经达到稳定时，晶体振荡器起振结束，系统即开始工作。

图3显示为本发明实施例的时钟切换方法的流程图。如图3所示，本发明实施例的时钟切换方法包括如下步骤：

步骤一、利用同一BIAS模块分别向第一振荡器和第二振荡器同时提供电流，所述第一振荡器和所述第二振荡器被同时启动。

IBIAS模块的作用是通过一个反馈环产生一个基准电流，并将这个电流通过不同比例的电流镜输出至其他模块作为偏置电流。在本发明实施例中，利用同一BIAS模块分别向第一振荡器和第二振荡器同时提供电流。

步骤二、响应于第一振荡器产生第一时钟，多路复用器输出所述第一时钟。

晶体振荡器精度高但启动时间比较长，典型值500ms。硅振荡器精度一般但启动时间短，典型值100us。因而，在本发明实施例中，第一振荡器为硅振荡器，第二振荡器为晶体振荡器。晶体振荡器和硅振荡器的工作频率为32KHz。第一振荡器，也即，硅振荡器在启动后100us，首先启动完成，产生第一时钟，多路复用器输出所述第一时钟。具体地，硅振荡器发送第一时钟给多路复用器，多路复用器接收并输出所述第一时钟。

步骤三、响应于第二振荡器产生第二时钟，向时钟控制器发送启动完成信号。

本发明实施例中，第二振荡器，也即，晶体振荡器在启动后500ms启动完成，产生第二时钟，至此两振荡器全部启动完成，晶体振荡器向时钟控制器发送启动完成信号。

步骤四、响应于时钟控制器接收到所述启动完成信号，向第一振荡器发送关闭指令信号，向多路复用器发送输出第二时钟指令信号。

时钟控制器接收到启动完成信号，对时钟进行切换，向硅振荡器发送关闭指令信号，硅振荡器停止产生第一时钟；向多路复用器发送输出第二时钟指令信号，多路复用器接收并按照接收的指令信号输出第二时钟。由此完成时钟切换，将时钟由第一时钟切换为第二时钟。

在本发明实施例中，硅振荡器精度一般但启动时间短，晶体振荡器精度高但启动时间比较长，将硅振荡器作为第一振荡器产生第一时钟，实现了时钟的快速启动，将晶体振荡器作为第二振荡器产生第二时钟，实现了时钟的精准输出，并且在产生第二时钟时，停止第一时钟的产生，后续只进行第二时钟的产生输出，实现了时钟的低消耗输出。

此外，在本发明实施例中，第一振荡器和第二振荡器共用一个BIAS模块，节省了一个BIAS模块。

图4显示为本发明实施例的时钟切换装置的示意图。如图4所示，装置包括IBIAS模块11、第一振荡器12、第二振荡器13、多路复用器14和时钟控制器15。IBIAS模块11与第一振荡器12和第二振荡器13连接，多路复用器14与第一振荡器12和第二振荡器13的输出端连接。

其中，IBIAS模块11被配置为向第一振荡器12和第二振荡器13同时提供电流，第一振荡器12和第二振荡器13被同时启动。第一振荡器12被配置为产生第一时钟(clock1)。第二振荡器13被配置为产生第二时钟(clock2)，向时钟控制器15发送启动完成信号。多路复用器14被配置为响应于第一振荡器12产生第一时钟，输出第一时钟，响应于第二振荡器13产生第二时钟，输出第二时钟。时钟控制器15被配置为响应于接收到启动完成信号，向第一振荡器12发送关闭的指令信号(signal2)，向多路复用器14发送输出第二时钟的指令信号(signal1)。

在本发明实施例中，较佳地，第一振荡器为硅振荡器，第二振荡器为晶体振荡器。晶体振荡器和硅振荡器的工作频率为32KHz。第一时钟产生在启动后100us。第二时钟产生在启动后500ms。

当然，第一振荡器12和第二振荡器13也可为其他符合情况的振荡器类型。

本发明实施例的时钟切换装置第一振荡器12和第二振荡器13共用同一IBIAS模块11，在第二振荡13器启动过程中先输出第一振荡器12的时钟，等待第二振荡器13启动完成时自动切换为第二振荡器13时钟并关闭第一振荡器12时钟，实现了实现时钟的快速、精确、低消耗地输出。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种时钟切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的时钟切换方法，其特征在于，步骤一中所述第一振荡器为硅振荡器，所述第二振荡器为晶体振荡器。

3.根据权利要求2所述的时钟切换方法，其特征在于，所述晶体振荡器和所述硅振荡器的工作频率都为32KHz。

4.根据权利要求3所述的时钟切换方法，其特征在于，步骤二中所述第一时钟产生在启动后100us。

5.根据权利要求3所述的时钟切换方法，其特征在于，步骤三中所述第二时钟产生在启动后500ms。

6.一种时钟切换装置，其特征在于，包括：

IBIAS模块，被配置为提供电流；

7.根据权利要求6所述的时钟切换装置，其特征在于，所述第一振荡器为硅振荡器，所述二振荡器为晶体振荡器。

8.根据权利要求7所述的时钟切换装置，其特征在于，所述晶体振荡器和所述硅振荡器的工作频率都为32KHz。

9.根据权利要求8所述的时钟切换装置，其特征在于，所述第一时钟产生在启动后100us。

10.根据权利要求8所述的时钟切换装置，其特征在于，所述第二时钟产生在启动后500ms。